Pibach hat geschrieben:.............
Der Diamantrahmen ist in seiner konstruktiven Schlichtheit bei gleichzeitig möglicher Effizienz noch immer unübertroffen.
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"Ultima Ratio" und "unübetroffen" bin ich jetzt nicht so sicher.
Ein Dreieck ist zwar stabil gegen Zug- und Druck-Belastung in Richtung der Rahmenrohre, aber nicht gegenüber Kräften quer dazu, also Biegung oder Torsion im Rahmen.
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Man hat ja auch recht unterschiedliche Belastungen, also Torsionskräfte im Tretlager, Schub-/Druckbelastung in der Gabel, was zu extremen Biege-Belastungsspitzen am Lenkkopf führt, Zuglast und Querkräfte im Hinterbau, sowie Biegekräfte in der Sattelstütze. All das ist noch kaum durch angepasste Konstruktionen angegangen worden, schon gar nicht für die spezifischen Kraftverläufe bei Falträdern. Zunächst sollte man die Lenkkopflager größer dimensionieren (1,5") sowie den Tretlagerbereich (BB30 mit 30mm Achsen).
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Bei "Ultima Ratio" und "unübertroffen" bin ich mir ausgesprochen sicher und kann das auch theoretisch untermauern. Wer mit Wissenschaft nichts am Hut hat, kauft entsprechende Rahmen und testet diese (läßt testen
)
Der Diamand-Rahmen hat durch den Aufbau aus Rohren genügende Seitensteifigkeit und vor allem Torsionsteifigkeit. Diese schon bei Stahlrahmen vorhandenen Eigenschaften sind bei Aluminium-Rahmen noch ausgeprägter, da ja wegen des geringeren Elastizitätsmoduls von Aluminium im Hinblick auf die Steifigkeiten größere Durchmesser verwendet werden. Um eine Hausnummer zu nennen: Ein 40 mm Durchmesser Alurohr mit 0,65 mm Wanddicke hat die gleiche Steifigkeit wie ein Stahlrohr mit 28,6 mm Durchmesser und 0,6 mm Wanddicke. Das Gewicht des Stahlrohres ist um den Faktor 1,82 schwerer. Bei der Torsionssteifigkeit ist das Verhältnis noch günstiger (Durchmesser gerht in der dritten Potenz ein).
Da noch nicht über die Festigkeiten gesprochen wurde: Ein St37 (Hi-Ten-Steel) und ein Al 7005 haben etwa gleiche Festigkeit (Kurzzeit-Festigkeit !). Die leichte Überlegenheit von Stahl bezüglich der Dauer-, besser Langzeitfestigkeit nutzt dem Stahl nichts, da ein Leichtbau-Gerät wie ein Radl nach einem Kollektiv aus Kurzzeitfestigkeit, Zeitfestigkeit,Langzeitfestigkeit dimensioniert werden muß. Bei reiner Dimensionuierung nach Langzeitfestigkeit würde ein Rad noch schwerer als ein Hollandrad-Panzer, obwohl dem (aus Leichtbau-Gründen?
) die linke Kette fehlt.
Zum Faltrad in der Einrohr-Form: Der Diamand-Rahmen hat Vorteile, was die Vertikabelastung betrifft. Auch ein noch so hohes Rahmenrohr (Einrohr) kommt da nicht mit. Dafür ist das Einrohr seitlich steifer als beide Rohre des Diamand-Rahmens (Oberrohr und Unterrohr) zusammen. Das gleiche gilt für die Torsionssteifigkeit. Das Einrohr ist dafür auch etwas schwerer.
Ein Kreuzrahmen zweiter Art (Andreas-Kreuz mit Unterzug), wie er dem Moulton zugrunde liegt, kann natürlich bezüglich der Steifigkeiten in Vertikal- und seitlicher Richtung optimal gestaltet werden. Bei der Torsionssteifigkeit sieht es problematischer aus: Da ist die Frage, ob die fünf Rahmenrohre mit kleinem Durchmesser soviel bringen wie ein Einrohr mit zB einem elliptischen Rohr (Das elliptische Rohr mit "normalem" Achsen-Verhältnis ist bei Torsion kaum schlechter ais ein Kreisrohr gleicher Querschnittsfläche). Beim Moulton gibts es noch das Problem (Gewichts- ?) der vielen geschweißten opder gelöteten Anschlüsse. Was durch die geschickte Rahmen-Fachwerk Konstruktion an Gewicht eingespart wird, muß zum Teil wieder als "Knotenblech" reingebuttert werden. Dazu sind diese Knoten noch sehr Kosten-trächtig in der Herstellung.
Stichwort "Belastungen im Tretlager": Erstmal gibt es durch das abwechserlnde Treten Rechts und Links Biegemomente in der Tretlagerwelle, diese Biegemomente müssen vom Rahmen als Torsionsmomente aufgenommern werden. Die Antriebsmomente belasten die Tretlagerwelle auf Torsion. Es ist durchaus im Sinne des Leichtbaus hohle Wellen mit größerem Dirchmesser zu verwenden. Auch breiteste Lagerabstände sind von Vorteil, aber wenn wieder mal alles so ausufert, daß sich die Hersteller nicht auf einen Standard einigen können, dann gibt es für den Verbraucher (Leichtbau Hin oder Her) nur Probleme. Er muß unter Umständen nur wegen des verbauten Tretlagers einen neuen Rahmen kaufen. Die Fernasier habe ich stark im Verdacht, daß sie das mit Absicht so machen. Aber auch Amerikaner sind in dieser Sparte absolute Meister (die Deutschen machen so etwas eher aus Dämlichkeit !) Ein Tretlager, das ich nur mit einem bestimmten Rahmen benutzen kann oder nur für eine bestimmte Kettenlinie ausgelegt ist (BB30 !) kann ich nicht gebrauchen.
Was die Optimierung bestimmter Teile angeht, da gebe ich @Pibach recht: Hier ist noch einiges Gewichts-Sparpotenzial. Sattelstütze und Vorbauschaft sollten so konifiziert werden, daß die Fälle "Gleiche Randspannung" und "Geringste Durchbiegung" abgedeckt werden. Theoretische Erkenntnisse darüber gibt es zum Teil schon seit 100 Jahren. Gesteckte Teile haben dann außen konstanten Durchmesser und sind Innen konifiziert. Und ob es unbedingt 1,5 " Lenkkopflager brasucht, bin ich mir nicht so sicher. Größere Lager bedeuten eben erstmal Mehrgewicht (Mehr Kugeln und längere Laufbahnen aus Stahl !), das am Lenkkopfrohr oder Vorbauschaft wieder eingespart werden muß. Die Standardgröße des Lagerabstandes bei der klassischen Gabelschaftlagerung ist etwa 120 mm. Bei meinen Fahrzeugen mit diesem Abstang habe ich noch nie Probleme gehabt. Nicht alles, wo NEU und BESSER draufsteht, hält einer Prüfung in der Praxis stand. Nun leben wir in einer Zeit, die vielmehr als die Vergangenheit (in der die Grattler auch schon fleißig am Werk waren !) durch großspurige Versprechen gekennzeichnet ist als durch Sachlichkeit und Solidität. Neben gutem Nutzen haben die neuen Medien eben auch ihre Schattenseiten.
MfG EmilEmil
Natürlich kann man immer etwas besser machen, die Frage ist die nach dem Aufwand-Nutzen-Verhältnis. Und man kann in Diamantform eben mit relativ wenig Aufwand sehr brauchbare Rahmen bauen, und zwar vom Trial-Rad übers ultraleichte Rennrad bis zum stabilen Reiserad.